齒輪滾齒夾具之二

1、湖南理工學院課程設計 湖南理工學院課程設計報告書 題 目： 齒輪滾齒夾具設計 系 部： 機械工程學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 機自10-1BF 姓 名： 梁威 劉鎮(zhèn) 張利 李小利 朱文才 朱千偉 伍源 學 號：1410240143514101901309141019013112014年 1 月 7 日1 引言 機床夾具是在金屬切削過程中，用以準確的確定工件位置，并將其牢固的夾緊，以接受加工的工藝裝備。為了保證工件的加工質量，提高加工效率，減輕工人的勞動強度，充分發(fā)揮和擴大

2、機床的工藝性能。因此，我們提出了本次設計理念。本文針對齒輪在切齒機床上的加工工藝性要求，設計滾齒機床與插齒機床專用夾具，包括滾齒機用塑料心軸夾具、加工大型齒圈用滾齒機夾具、圓錐齒輪銑齒夾具、滾齒液壓波形套脹緊夾具、內齒輪插齒夾具、加工軸齒輪用液性塑料夾具等。并配合CAD等輔助設計軟件來實現(xiàn)整個設計過程。完成了各套夾具的完整設計過程，包括設計計算、零部件分析和原理分析等，本文設計的夾具，基本上可以滿足工程需要，本文使用的設計方法，也可為同類夾具的設計提供參考。11 本課題研究的目的和意義隨著計算機技術在工業(yè)設計與制造領域的廣泛應用，以及交互技術的迅速發(fā)展，人們更關心如何方便、容易、快捷地獲得滿意

3、的模型?，F(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)正在為了適應產(chǎn)品周期越來越短暫，更新速度的不斷加工，而是用無紙設計，也就是運用計算機設計產(chǎn)品，這樣才能跟上市場的需求變換，也是機械行業(yè)發(fā)展的一種趨勢。夾具設計過程中，零部件的標準化、通用化和系列化是提高設計質量、縮短設計周期的有效途徑?？焖賹崿F(xiàn)夾具設計已成為企業(yè)的迫切要求。將計算機輔助設計技術應用到夾具設計的過程是解決這一問題的必然選擇。隨著計算機技術的發(fā)展和應用，計算機輔助夾具設計在理論和應用上都得到了迅速發(fā)展,大大提高了夾具的設計效率，縮短了生產(chǎn)準備周期。在產(chǎn)品設計中，大量應用標準件是代表一個國家和企業(yè)設計制造水平的重要標志。在產(chǎn)品設計中, 大量應用標準件是代表一個國

4、家和企業(yè)設計制造水平的重要標志。在機床夾具設計中, 有大約一半的零件是標準件或非標常用件, 這些零件大多具有相同或相似的外形特征, 只是尺寸規(guī)格有所不同, 如果沒有三維標準件庫, 將不得不在夾具設計和開發(fā)過程中對標準件進行重復建模, 不但耗費設計人員的時間和精力, 延長設計周期, 而且增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)制造成本, 所以建立通用的符合國家標準和企業(yè)標準的標準件庫和典型組合庫是提高設計效率的保證, 也是當前制造業(yè)信息化的基礎研究工作之一。2 滾齒機夾具設計原理2.1夾緊原理簡介本夾具是另一種滾齒機夾具。工件在滾齒加工以前，齒頂圓、端面和內孔均加工過。工件以大端面及內孔定位安裝在定位支座1和心軸3共限

5、制五個自由度。心軸中四圈滾珠（每圈六個），夾緊力保證與工件定位孔無間隙配合壓板5通過與油缸（未表示出）連接的拉桿4實現(xiàn)機動夾緊工件時，先讓油缸使拉桿4（向上）松開工件、然后將開板5轉過退出，即可快下并取出工件。為了提高夾具本身的安裝度，定位支座1可以通過調節(jié)釘6調節(jié)徑向位置。該夾具定心精度高，操作方便，同時還可實現(xiàn)多見加工。圖2.1 滾齒機夾具裝配模型3 夾具設計3.1夾具設計方法大量工程經(jīng)驗和實踐可知，設計夾具時有以下基本要求：1、滿足使用要求，應保證工件裝夾時定位可靠、夾緊牢固，并能保證精度要求。良好的結構工藝性，所設計的夾具應便于制造、裝配、調整、維修、且便于加工中切屑的清理。2、使用安

6、全省力，操作方便，有利用實現(xiàn)優(yōu)質、高產(chǎn)、低耗、改善勞動條件。3、應盡量使用標準件、通用件、借用件等，以提高標準化、通用化、系列化的水平，降低生產(chǎn)成本。在基本要求中，由于每個機床的工作方式不同，所以機床夾具又各自具備不同的特點。根據(jù)齒輪齒形的形成原理，滾齒機床和插齒機床夾具多為心軸和套筒類結構。這類夾具在設計過程中主要是保整心軸軸線及端面的垂直度要求，套筒內外圓柱面同軸度及對端面和安裝基面的位置度要求。同時，保證夾具在機床上安裝后定位元件工作面與機床工作臺回轉軸線同軸度要求，必要時還應設計找正基準。把握好這一點，滾齒機床和插齒機床夾具的設計過程就變的簡單多了。本套夾具針對如圖3.1的大型齒圈設計

7、，采用定心夾緊機構，在實現(xiàn)準確定心的同時達到夾緊工件的目的。 3.1 大齒圈模型圖3.2 夾具設計原理定心夾緊機構是利用定位夾緊元件的等速移動或均勻彈性變形的方式，來消除定位尺寸偏差對工件定心或對中的不利影響。因此，其基本類型亦可分為等速移動的定心夾緊機構和均勻彈性變形的夾緊機構。等速移動定心夾緊機構的工作原理如圖3.2所示：圖3.2等速移動定心夾緊機構原理圖該種定心夾緊機構可采用左右螺旋機構，楔塊滑柱機構，杠桿機構等。本套夾具采用楔塊滑柱機構的等速移動達到定心夾緊的目的，屬于等速移動定心夾緊機構。4 夾具重要零件設計4.1 夾具底座先設計夾具體底座，該底座應設計成錐形，保證與楔塊的配合，實現(xiàn)

8、等速移動并加緊的目的。如圖4.1所示。圖4.1夾具體模型圖4.2 夾緊機構的其他零部件然后設計夾緊機構的其他零部件，主要零部件如下圖2.5、2.6、2.7、2.8所示： 圖4.2壓板模型圖 圖4.3滑柱模型圖5 夾具裝配同時調用已有的標準件，將所有零件進行裝配，便可得到加工大型齒圈用滾齒機夾具裝配體，如下圖2.9所示： 圖2.9 夾具模型6 相關設計計算設計計算部分按以下步驟進行：1、薄壁套筒直徑D，一般區(qū)D=Dk，工件定位面直徑（mm），公差安g6或f7制造；2、套筒薄壁部分長度L，一般情況L=（11.3）l（mm），l指工件定位面長度，l較長時取L=(0.70.8)l(mm)。3、套筒結構

9、形式：D>l>D/2時，選用A型， l>D時，選用B形，或采用兩個薄壁套筒； l<D/2時，選用C型。4、工件與套筒定位面間在未夾緊時的最大配合間隙max 在本夾具中工件以內孔定位，采用公式max=Dkmax-Dmin；Dkmax 工件內孔的最大直徑（mm）；Dmin 套筒定位面最小直徑（mm）；5、套筒最大允許徑向變量Dmax;6、套筒壁厚h的計算；因為L>D/2，故h=0.015D+0.5；7、套筒固定部分長度、套筒固定部分厚的L0、h0選擇22、16；8、套筒余家夾體的配合過盈量選0.07；9、套筒產(chǎn)生的夾緊力矩、軸向夾緊力及套筒與工件定位面得實際接觸面積計

10、算；應保證Lk/L>（0.50.8）；10、工件夾緊時，套筒內工作容積的最大增大量計算。經(jīng)計算設計完成后，便可以繪制各部分零件圖7 結論基于以上工作，改變了以往在二維圖紙上設計夾具的傳統(tǒng)方法，而是在三維軟件中設計夾具，搭建模型，實體渲染，模擬裝配，還能依靠計算機來檢查分析干涉，確定機構運動軌跡，實行加工過程的仿真。這個設計夾具的過程可以大大提高設計人員的工作效率，減少繪圖人員的工作量和勞動強度，縮短機床夾具的設計周期，減少直接設計的費用，降低成本，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代速率。更重要的一點就是有了三維實體模型，使整個二維圖紙的繪制和識別工作有了極其重要的輔助作用，這也是傳統(tǒng)二維圖紙無法比擬的優(yōu)點。 參考文獻1 楊黎明，白明光，孫光華，倪小丹等.機床夾具設計手冊.國防工業(yè)出版社.1996.52 任志明，邢春和，徐大方.成組夾具設計與應用.國防工業(yè)出版社3 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人學院.機床夾具設計手冊.上?？萍即髮W出版社.4 貴州工業(yè)學院機械制造工藝教研室. 機床夾具結構圖冊 下冊.北京工業(yè)出版社.5 東北重型機械學院，洛陽工學院，第一汽車制造廠職工大學.機床夾具設計手冊 第二版.1990.2.